专利名称：内增强外减薄筒形件旋压成形设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内增强外减薄筒形件旋压成形设备，用于旋压成形筒形工件，实现薄壁壳体均匀成形，属于机械工程领域。
背景技术：
当前的旋压成形技术包含了普通旋压和强力旋压技术，而不论哪种旋压成形方法，一般都需要制造芯模，对于采用旋压技术加工直筒型薄壁筒形工件通常也需要先加工一个和所要求的直径相同芯模，进行靠模减薄成形。而对于特大直径的需要进行减薄处理筒形工件，首先制作特大型芯模难度非常大，即使能够加工，其效率也特别低，特别是对于那些特种行业的需求量，如果通过采用传统的强力旋压技术，成本偏高，同时在技术上也受到限制，为了改变传统旋压技术所带来的弊端，本发明提出了在特大直径筒形工件的内部设置一个强度足够的主辊，外部设置了旋辊，并且通过辅助支撑辊实现对筒形工件的支撑作用下，通过旋辊与主辊形成挤压变形，并且通过旋转使挤压区扩大，从而完成对特大型口径直筒工件的加工。通过本专利的实施可以大大降低制造成本和提高成形效率。CN102114511A公开了一种筒形旋压芯模的加工方法，通过可靠的工艺工序保证旋压芯模能满足使用性能；通过本工艺制造的芯模使用寿命长，可广泛应用于旋压加工中关键装备筒形芯模的制作生产。CN1424156公开了一种大直径薄壁管材旋压封口的方法，通过加热和中间缩径的旋压方式实现封口。CN1986099公开了一种带内外法兰的大直径超长筒形件旋压加工方法，能够旋压加工出长大于3米的、具有内、外法兰的筒形件。US3874208公开了一种成型圆柱形筒形工件的装置，其中多个成形辊和芯轴同时沿着筒形工件的纵向方向移动。根据目前所查新的公知的方法和设备中未发现与本专利相近或相似的专利。
发明内容
本发明提供一种内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其目的在于利用旋压成形的原理实现大型口径筒形工件壳体减薄成形，通过一个通用主辊、旋辊以及多个辅助支撑辊，以提高成形效率和降低加工效率，为大型内径筒形工件的旋压成形提供一种实现方式。本发明的上述目的是这样实现的，结合
如下:一种内增强外减薄筒形件旋压成形设备，主要由驱动装置、夹持装置、进给装置和工作辊组成，其特征在于:所述工作辊由一个主辊14和多个辅助支撑辊15以及旋辊7组成，所述主辊14由安装在床身13上的传动变速换向机构3和尾部支撑座体11支撑，并由驱动装置I I通过传动变速换向机构3驱动旋转，床身13上装有导轨9和驱动轴10，驱动轴10上装有滑轨器16，驱动轴10由驱动装置II 2驱动旋转使滑轨器16沿导轨9左右移动，滑轨器16上装有径向进给装置8，所述旋辊7装在径向进给装置8的顶端，主辊14上装有用于夹持筒形工件12的夹持装置5，夹持装置5两端安装有用于定位和控制筒形工件12轴向伸长的夹紧螺母4，筒形工件12的内壁与主辊14贴合，并随工作辊的转动同时转动。所述辅助支撑辊15是由两个以上的主动旋转支撑辊或被动旋转支撑辊组成，做主动支撑辊应由驱动装置I I通过传动变速换向机构3驱动旋转，辅助支撑辊15布置在筒形工件12的外部或内部。所述尾部支撑机构11支撑主辊14和辅助支撑辊15，同时支撑机构安装有与主辊14和辅助支承辊15脱离机构，确保筒形工件12的装卸。所述筒形工件12由两端夹持装置5限制其沿轴向做向左或向右运动；所述的夹持装置5由套筒17、外轴承支撑环18、内轴承支撑环21、径向轴承20和轴向推力轴承19组成，所述外轴承支撑环18和内轴承支撑环21通过两个径向轴承20与套筒17连接，外轴承支撑环18和内轴承支撑环21之间安装轴向推力轴承19。所述旋辊7通过驱动装置III 6驱动旋转，通过径向进给装置8推动径向进给，旋辊7与主辊14之间构成挤压变形区，并通过主辊14和旋辊7的主动旋转使筒形工件12的挤压变形区向圆周方向扩展。所述的驱动装置I I和驱动装置II 2根据需要进行组合设置或单独设置，所述驱动装置I 1、驱动装置II 2和驱动装置III 6采用电机或液压马达。本发明的技术效果是:本发明使用后采用一个通用主辊就可以实现不同尺寸内径筒形件的旋压成形，不仅减少了制造芯模的复杂工艺，同时可以解决了成形大型直筒型工件的难题，大大提高了成形速度，增强了对制造无缝大型直筒型工件的加工能力。
图1是旋辊布置在上部对筒形件进行减薄旋压设备的结构示意图；图2是旋辊布置在下部对筒形件进行减薄旋压设备的结构示意图；图3是旋辊布置在上部对筒形件进行减薄旋压设备的工作部分断面图；图4是旋辊布置在下部对筒形件进行减薄旋压设备的工作部分断面图；图5是带有四个辅助支撑辊的进行减薄旋压设备的工作部分断面6是一种筒形工件夹持装置结构示意图。图中:1-驱动装置2-驱动装置3-传动变速换向机构4-夹紧螺母5-夹持装置6-驱动装置7-旋辊8-径向进给装置9-导轨10-驱动轴11-尾部支撑座体12-筒形工件13-床身14-主辊15-辅助支撑辊16-滑轨器17-套筒18-外轴承支撑环19-轴向推力轴承20-径向轴承21-内轴承支撑环
具体实施例方式参阅附图，内增强外减薄筒形件旋压成形设备，主要由驱动装置、夹持装置、进给装置和工作辊组成，工作辊由一个主辊14和多个辅助支撑辊15以及旋辊7组成，主辊14由安装在床身13上的传动变速换向机构3和尾部支撑座体11支撑，并由驱动装置I I通过传动变速换向机构3驱动旋转，床身13上装有导轨9和驱动轴10，驱动轴10上装有滑轨器16，驱动轴10由驱动装置II 2驱动旋转使滑轨器16沿导轨9左右移动，滑轨器16上装有径向进给装置8，所述旋辊7装在径向进给装置8的顶端，主辊14上装有用于夹持筒形工件12的夹持装置5，夹持装置5两端安装有用于定位和控制筒形工件12轴向伸长的夹紧螺母4，筒形工件12的内壁与主辊14贴合，并随工作辊的转动同时转动。辅助支撑辊15是两个以上的主动旋转支撑辊或被动旋转支撑辊组成，做主动支撑辊应由驱动装置I I通过传动变速换向机构3驱动旋转，辅助支撑辊15布置在筒形工件12的外部或内部。尾部支撑机构11支撑主辊14和辅助支撑辊15，同时支撑机构安装有与主辊和辅助支承辊脱离机构，确保筒形工件12的装卸。筒形工件12由两端夹持装置5限制其沿轴向做向左或向右运动；所述的夹持装置5由套筒17、外轴承支撑环18、内轴承支撑环21、径向轴承20和轴向推力轴承19组成，所述外轴承支撑环18和内轴承支撑环21通过两个径向轴承20与套筒17连接，外轴承支撑环18和内轴承支撑环21之间安装轴向推力轴承19所述旋辊7通过驱动装置III 6驱动旋转，通过径向进给装置8推动径向进给，旋辊7与主辊14之间构成挤压变形区，并通过主辊14和旋辊7的主动旋转使挤压变形区向圆周方向扩展。所述的驱动装置I I和驱动装置II 2根据需要进行组合设置或单独设置，所述驱动装置I 1、驱动装置II 2和驱动装置III 6采用电机或液压马达。参考附图1，床身是用来安装所有在图中所示部件的基础，根据不同的旋压结构床身可以进行不同的制造和安装，在床身安装的传动变速换向机构是为了将动力传递给主辊和传动轴，或者是和支撑辊连接实现支撑辊的旋转，同样根据需要可以将动力传给驱动轴用来驱动滑轨器沿导轨做左或右的移动，进而通过滑轨器带动旋辊做左或右的移动，旋辊在径向进给装置的作用下，使筒形工件的材料在旋辊与主辊之间产生挤压变形，同时旋辊和主辊的在各自驱动装置的作用下，使的挤压变形沿周向扩展，形成周向减薄变形，同时通过旋辊的左或右移动使得周向减薄变形扩展到整个筒形件，从而形成了筒形工件的整体减薄变形。同时从图中可以看出，如果用夹紧螺母固定筒形工件两端筒形工件夹持装置，使得筒形工件的两端不能自由伸缩，因此约束了筒形工件的轴向伸长，从而筒形工件产生扩径变形。如果减少某一端的夹紧螺母，筒形工件在轴向产生了伸长变形，所以根据不同需求，本发明可以实现不同的目的。参考附图2，为旋辊布置在下部对筒形件进行减薄旋压设备的结构示意图，由于本设备针对内径较大的筒形件进行旋压成形，因此可以根据需要进行不同布置，但是其旋压设备的功能性与附图1的结构示意图一致。参考附图3，为旋辊布置在上部对筒形件进行减薄旋压设备的工作部分断面图，图中的辅助支撑辊安装在筒形件的外侧，通过增大辅助支撑辊的压力使筒形件与主辊的正压力加大，进而增大筒形件内表面与主辊的摩擦力。有利于筒形件的旋转。参考附图4，为旋辊布置在下部对筒形件进行减薄旋压设备的工作部分断面图，不同的布置方式。参考附图5，为带有四个辅助支撑辊的进行减薄旋压设备的工作部分断面图，四个辅助支撑辊可以设计成主动辊或被动辊，或两个设计成主动辊，其他的设计成被动辊。参考附图6，为一种筒形工件夹持装置结构示意图，从图中可以看出，内轴承支撑环与板材接触，当筒形工件夹持装置夹紧筒形工件时，内轴承支撑环在摩擦力的作用下与筒形工件形成一个转动副，有利于减小对筒形工件的旋转阻力，不会因为夹紧力的增大而影响筒形工件的旋转。很明显，以上描述以及附图中所示的内容均应被理解为是示例性的，而并非意味着对本发明的限制。对于本领域的技术人员来讲，显然可以在本发明的基础上对其支撑辊的数量和主辊的数量以及与主辊形成对应关系的旋辊的数量进行增加和减少，同时主辊与旋辊的布置方式也为示范性例子，对于本领域的技术人员来说，可以选择不同方位进行布置。显然，这些不同的布置方式或修改均应包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种内增强外减薄筒形件旋压成形设备，主要由驱动装置、夹持装置、进给装置和工作辊组成，其特征在于: 所述工作辊由一个主辊(14)和多个辅助支撑辊(15)以及旋辊(7)组成，所述主辊(14)由安装在床身(13 )上的传动变速换向机构(3 )和尾部支撑座体(11)支撑，并由驱动装置I(I)通过传动变速换向机构(3)驱动旋转，床身(13)上装有导轨(9)和驱动轴(10)，驱动轴(10)上装有滑轨器(16)，驱动轴(10)由驱动装置II (2)驱动旋转使滑轨器(16)沿导轨(9)左右移动，滑轨器(16 )上装有径向进给装置(8 )，所述旋辊(7 )装在径向进给装置(8 )的顶端，主辊(14)上装有用于夹持筒形工件(12)的夹持装置(5)，夹持装置(5)两端安装有用于定位和控制筒形工件(12)轴向伸长的夹紧螺母(4)，筒形工件(12)的内壁与主辊(14)贴合，并随工作辊的转动同时转动。
2.根据权利要求1所述的内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其特征在于: 所述辅助支撑辊(15)是由两个以上的主动旋转支撑辊或被动旋转支撑辊组成，做主动支撑辊应由驱动装置I (I)通过传动变速换向机构(3)驱动旋转，辅助支撑辊(15)布置在筒形工件(12)的外部或内部。
3.根据权利要求1所述的内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其特征在于: 所述尾部支撑机构(11)支撑主辊(14)和辅助支撑辊(15)，同时支撑机构安装有与主辊(14)和辅助支承辊(15)脱离机构，确保筒形工件(12)的装卸。
4.根据权利要求1所述的内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其特征在于: 所述筒形工件(12)由两端夹持装置(5)限制其沿轴向做向左或向右运动；所述的夹持装置(5)由套筒(17)、外轴承支撑环(18)、内轴承支撑环(21)、径向轴承(20)和轴向推力轴承(19)组成，所述外轴承支撑环(18)和内轴承支撑环(21)通过两个径向轴承(20)与套筒(17)连接，外轴承支撑环(18 )和内轴承支撑环(21)之间安装轴向推力轴承(19 )。
5.根据权利要求1所述的内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其特征在于: 所述旋辊(7)通过驱动装置111(6)驱动旋转，通过径向进给装置(8)推动径向进给，旋辊(7)与主辊(14)之间构成挤压变形区，并通过主辊(14)和旋辊(7)的主动旋转使筒形工件(12)的挤压变形区向圆周方向扩展。
6.根据权利要求1所述的内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其特征在于: 所述的驱动装置I (I)和驱动装置II (2)根据需要进行组合设置或单独设置，所述驱动装置I (I)、驱动装置II (2)和驱动装置111(6)采用电机或液压马达。
全文摘要
本发明涉及一种内增强外减薄筒形件旋压成形设备，适合于制作特大直径筒形件，使得工件壁厚均匀性减薄，降低加工成本，达到不同直径筒形件高效成形目的。主要由驱动装置、夹持装置、进给装置和工作辊组成，工作辊由一个主辊和多个辅助支撑辊以及旋辊组成，主辊由安装在床身上的传动变速换向机构和尾部支撑座体支撑，并由驱动装置Ⅰ通过传动变速换向机构驱动旋转，床身上装有导轨和驱动轴，驱动轴上装有滑轨器，驱动轴由驱动装置Ⅱ驱动旋转使滑轨器沿导轨左右移动，滑轨器上装有径向进给装置，旋辊装在径向进给装置的顶端，主辊上装有用于夹持筒形工件的夹持装置，夹持装置两端安装有夹紧螺母，筒形工件的内壁与主辊贴合，并随主辊旋转。
文档编号B21D22/14GK103157716SQ201310116450
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者胡志清, 赵继, 蔡中义 申请人:吉林大学